ელექტროლიტური წყლის წყალბადის გამწმენდი მოწყობილობა

სუფთა ენერგიისა და მდგრადი განვითარების მზარდი გლობალური სწრაფვასთან ერთად, წყალბადის ენერგია, როგორც ეფექტური და სუფთა ენერგიის მატარებელი, თანდათან შედის ხალხის ხედვაში. როგორც წყალბადის ენერგიის ინდუსტრიის მთავარი რგოლი, წყალბადის გამწმენდი ტექნოლოგია არა მხოლოდ ეხება წყალბადის ენერგიის უსაფრთხოებასა და საიმედოობას, არამედ პირდაპირ გავლენას ახდენს წყალბადის ენერგიის გამოყენების ფარგლებსა და ეკონომიკურ სარგებელზე.

1. მოთხოვნები პროდუქტის წყალბადის მიმართ

წყალბადს, როგორც ქიმიურ ნედლეულს და ენერგიის მატარებელს, აქვს განსხვავებული მოთხოვნები სისუფთავისა და მინარევების შემცველობაზე გამოყენების სხვადასხვა სცენარში. სინთეზური ამიაკის, მეთანოლის და სხვა ქიმიური პროდუქტების წარმოებისას, კატალიზატორის მოწამვლის თავიდან ასაცილებლად და პროდუქტის ხარისხის უზრუნველსაყოფად, სულფიდები და სხვა ტოქსიკური ნივთიერებები საკვებ აირში წინასწარ უნდა მოიხსნას, რათა შემცირდეს მინარევების შემცველობა მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად. სამრეწველო სფეროებში, როგორიცაა მეტალურგია, კერამიკა, მინა და ნახევარგამტარები, წყალბადის გაზი პირდაპირ კონტაქტშია პროდუქტებთან და მოთხოვნები სისუფთავისა და მინარევების შემცველობაზე უფრო მკაცრია. მაგალითად, ნახევარგამტარების ინდუსტრიაში წყალბადი გამოიყენება ისეთი პროცესებისთვის, როგორიცაა კრისტალების და სუბსტრატის მომზადება, დაჟანგვა, ანეილირება და ა.შ.

2. დეოქსიგენაციის მუშაობის პრინციპი

კატალიზატორის მოქმედებით წყალბადში ჟანგბადის მცირე რაოდენობას შეუძლია წყალბადთან რეაგირება წყლის წარმოქმნით, რაც მიაღწევს დეოქსიგენაციის მიზანს. რეაქცია ეგზოთერმული რეაქციაა და რეაქციის განტოლება ასეთია:

2H 2 + O 2 (კატალიზატორი) -2H 2 O + Q

ვინაიდან კატალიზატორის შემადგენლობა, ქიმიური თვისებები და ხარისხი არ იცვლება რეაქციამდე და მის შემდეგ, კატალიზატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას განუწყვეტლივ რეგენერაციის გარეშე.

დეოქსიდიზატორს აქვს შიდა და გარე ცილინდრის სტრუქტურა, კატალიზატორი დატვირთულია გარე და შიდა ცილინდრებს შორის. აფეთქების საწინააღმდეგო ელექტრო გამათბობელი კომპონენტი დამონტაჟებულია შიდა ცილინდრის შიგნით, ხოლო ორი ტემპერატურის სენსორი განლაგებულია კატალიზატორის შეფუთვის ზედა და ქვედა ნაწილში, რათა აღმოაჩინოს და გააკონტროლოს რეაქციის ტემპერატურა. გარე ცილინდრი შეფუთულია საიზოლაციო ფენით, რათა თავიდან იქნას აცილებული სითბოს დაკარგვა და დამწვრობა. ნედლი წყალბადი შედის შიდა ცილინდრში დეოქსიდიზატორის ზედა შესასვლელიდან, თბება ელექტრო გამაცხელებელი ელემენტით და მიედინება კატალიზატორის საწოლში ქვემოდან ზევით. ნედლი წყალბადის ჟანგბადი რეაგირებს წყალბადთან კატალიზატორის მოქმედებით და წარმოქმნის წყალს. ქვედა გამოსასვლელიდან გამომავალ წყალბადში ჟანგბადის შემცველობა შეიძლება შემცირდეს 1ppm-მდე. კომბინაციის შედეგად წარმოქმნილი წყალი მიედინება დეოქსიდიზატორიდან აირისებრი სახით წყალბადის გაზთან ერთად, კონდენსირდება შემდგომ წყალბადის გამაგრილებელში, იფილტრება ჰაერი-წყლის გამყოფში და გამოიყოფა სისტემიდან.

3.მშრალის მუშაობის პრინციპი

წყალბადის გაზის გაშრობა იყენებს ადსორბციის მეთოდს, ადსორბენტად მოლეკულური საცრების გამოყენებით. გაშრობის შემდეგ, წყალბადის გაზის ნამის წერტილი შეიძლება მიაღწიოს -70 ℃-ს. მოლეკულური საცერი არის ალუმინის სილიკატური ნაერთის ტიპი კუბური გისოსებით, რომელიც აყალიბებს იმავე ზომის ბევრ ღრუს შიგნით დეჰიდრატაციის შემდეგ და აქვს ძალიან დიდი ზედაპირი. მოლეკულურ საცერებს უწოდებენ მოლეკულურ საცრებს, რადგან მათ შეუძლიათ გამოყოს მოლეკულები სხვადასხვა ფორმის, დიამეტრის, პოლარობის, დუღილის წერტილებისა და გაჯერების დონის მქონე.

წყალი უაღრესად პოლარული მოლეკულაა და მოლეკულურ საცერებს აქვთ ძლიერი მიდრეკილება წყლის მიმართ. მოლეკულური საცრების ადსორბცია არის ფიზიკური ადსორბცია და როდესაც ადსორბცია გაჯერებულია, გაცხელებასა და რეგენერაციას გარკვეული დრო სჭირდება, სანამ ის ხელახლა შეიწოვება. აქედან გამომდინარე, მინიმუმ ორი საშრობი ჩართულია გამწმენდ მოწყობილობაში, რომელთაგან ერთი მუშაობს, ხოლო მეორე რეგენერირებულია, რათა უზრუნველყოს ნამის წერტილის სტაბილური წყალბადის გაზის უწყვეტი წარმოება.

საშრობი აქვს შიდა და გარე ცილინდრის სტრუქტურა, ადსორბენტი დატვირთულია გარე და შიდა ცილინდრებს შორის. აფეთქების საწინააღმდეგო ელექტრო გამათბობელი კომპონენტი დამონტაჟებულია შიდა ცილინდრის შიგნით და ორი ტემპერატურის სენსორი განლაგებულია მოლეკულური საცრის შეფუთვის ზედა და ქვედა ნაწილში რეაქციის ტემპერატურის გამოსავლენად და გასაკონტროლებლად. გარე ცილინდრი შეფუთულია საიზოლაციო ფენით, რათა თავიდან იქნას აცილებული სითბოს დაკარგვა და დამწვრობა. ჰაერის ნაკადი ადსორბციულ მდგომარეობაში (პირველადი და მეორადი სამუშაო მდგომარეობების ჩათვლით) და რეგენერაციის მდგომარეობაში შებრუნებულია. ადსორბციის მდგომარეობაში, ზედა ბოლო მილი არის გაზის გამოსასვლელი, ხოლო ქვედა ბოლო მილი არის გაზის შესასვლელი. რეგენერაციის მდგომარეობაში, ზედა ბოლო მილი არის გაზის შესასვლელი, ხოლო ქვედა ბოლო მილი არის გაზის გამოსასვლელი. საშრობი სისტემა შეიძლება დაიყოს ორ კოშკის საშრობად და სამ კოშკად საშრობების რაოდენობის მიხედვით.

4.ორი კოშკის პროცესი

მოწყობილობაში დამონტაჟებულია ორი საშრობი, რომლებიც მონაცვლეობით ხდება და რეგენერირებულია ერთი ციკლის განმავლობაში (48 საათის განმავლობაში) მთელი მოწყობილობის უწყვეტი მუშაობის მისაღწევად. გაშრობის შემდეგ წყალბადის ნამის წერტილი შეიძლება მიაღწიოს -60 ℃-ს ქვემოთ. სამუშაო ციკლის განმავლობაში (48 საათი), საშრობი A და B გადიან სამუშაო და რეგენერაციულ მდგომარეობას, შესაბამისად.

ერთი გადართვის ციკლში, საშრობი განიცდის ორ მდგომარეობას: სამუშაო მდგომარეობას და რეგენერაციის მდგომარეობას.

· რეგენერაციის მდგომარეობა: გადამამუშავებელი აირის მოცულობა არის გაზის სრული მოცულობა. რეგენერაციის მდგომარეობა მოიცავს გათბობის სტადიას და აფეთქების გაგრილების სტადიას;

1) გათბობის ეტაპი – მუშაობს საშრობის შიგნით გამათბობელი და ავტომატურად წყვეტს გათბობას, როდესაც ზედა ტემპერატურა მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას ან გათბობის დრო მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას;

2) გაგრილების ეტაპი - მას შემდეგ, რაც საშრობი შეწყვეტს გათბობას, ჰაერის ნაკადი აგრძელებს საშრობი საშრობით გადინებას საწყის გზაზე, რათა გაცივდეს, სანამ საშრობი არ გადადის სამუშაო რეჟიმში.

·სამუშაო მდგომარეობა: გადამამუშავებელი ჰაერის მოცულობა არის სრული სიმძლავრით და საშრობის შიგნით გამათბობელი არ მუშაობს.

5.სამი კოშკის სამუშაო პროცესი

ამჟამად, სამი კოშკის პროცესი ფართოდ გამოიყენება. მოწყობილობაში დამონტაჟებულია სამი საშრობი, რომლებიც შეიცავს დიდი ადსორბციული სიმძლავრის და კარგი ტემპერატურის წინააღმდეგობის მქონე გამშრალ საშუალებებს (მოლეკულურ საცერებს). სამი საშრობი მონაცვლეობით მუშაობს, რეგენერაციასა და ადსორბციას შორის მთელი მოწყობილობის უწყვეტი მუშაობის მისაღწევად. გაშრობის შემდეგ, წყალბადის გაზის ნამის წერტილი შეიძლება მიაღწიოს -70 ℃-ს.

გადართვის ციკლის დროს საშრობი გადის სამ მდგომარეობას: მუშაობა, ადსორბცია და რეგენერაცია. თითოეული სახელმწიფოსთვის, პირველი საშრობი, რომელშიც ნედლი წყალბადის გაზი შედის დეოქსიგენაციის, გაგრილებისა და წყლის ფილტრაციის შემდეგ, მდებარეობს:

1) სამუშაო მდგომარეობა: გადამამუშავებელი აირის მოცულობა არის სრული სიმძლავრით, საშრობის შიგნით გამათბობელი არ მუშაობს და საშუალო არის ნედლი წყალბადის გაზი, რომელიც არ არის გაუწყლოებული;

მეორე საშრობი შესასვლელი მდებარეობს:

2) რეგენერაციის მდგომარეობა: 20% გაზის მოცულობა: რეგენერაციული მდგომარეობა მოიცავს გათბობის სტადიას და აფეთქების გაგრილების სტადიას;

გათბობის ეტაპი - საშრობის შიგნით გამათბობელი მუშაობს და ავტომატურად წყვეტს გათბობას, როდესაც ზედა ტემპერატურა მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას ან გათბობის დრო მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას;

გაგრილების ეტაპი - მას შემდეგ, რაც საშრობი შეწყვეტს გათბობას, ჰაერის ნაკადი აგრძელებს საშრობი საშრობით გადინებას საწყის გზაზე, რათა გაცივდეს, სანამ საშრობი არ გადადის სამუშაო რეჟიმში; როდესაც საშრობი რეგენერაციის ეტაპზეა, საშრობი არის დეჰიდრატირებული მშრალი წყალბადის გაზი;

მესამე საშრობი შესასვლელი მდებარეობს:

3)ადსორბციის მდგომარეობა: გადამამუშავებელი აირის მოცულობა არის 20%, საშრობით გამათბობელი არ მუშაობს, ხოლო საშუალო არის წყალბადის გაზი რეგენერაციისთვის.